9급 국가직 공무원 기계설계(2007. 4. 14.) 시험일자 : 2007년 4월 14일
1. 2단의 단이 진축의 직경이 d와 D(>d)이고, 연결부의 필렛 반경은 r이다. 축의 피로수명을 증가시킬 수 있는 조합은?
- ① r의 증가, D/d 비의 증가
- ② r의 감소, D/d 비의 증가
- ③ r의 증가, D/d 비의 감소
- ④ r의 감소, D/d 비의 감소
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2. 브레이크 드럼의 지름이 200mm, 브레이크에 작용하는 반경방향 수직력이 100 N일 때 브레이크 드럼에 작용하는 제동 토크 [N·mm]는? (단, 마찰계수 μ＝0.3으로 한다)
- ① 2000
- ② 3000
- ③ 4500
- ④ 6000
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3. 축(shaft)을 설계할 때 고려할 사항으로 옳지 않은 것은
- ① 전동축의 경우는 굽힘응력과 비틀림에 의한 전단응력이 같이 발생한다.
- ② 동일 재료의 경우 중공축은 동일 단면적을 갖는 중실축에 비해 전달할 수 있는 토크가 작다.
- ③ 축이 베어링으로 고정되었을 때는 축변형의 경사각도 고려하여 설계하여야 한다.
- ④ 기어 또는 벨트 풀리를 고정하여 사용하는 전동축은 상당굽힘 모멘트와 상당비틀림모멘트를 이용하여 안전 여부를 판단한다.
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4. 다음 중 나사에 대해 설명한 것으로 옳지 않은 것은?
- ① M4 × 0.5는 호칭지름이 4 mm이고, 피치가 0.5 mm인 미터가는나사이다.
- ② 나사를 1회전 했을 때에 축 방향으로 이동하는 거리를 리드(lead)라고 한다.
- ③ 암나사의 호칭지름은 결합되는 수나사의 바깥지름으로 나타낸다.
- ④ UNC 는 유니파이 보통나사이며, 피치는 9 mm이다.
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5. 고정되어 있지 않은 관에 온도변화가 있을 때 신축량에 대한 설명 중에서 옳은 것은?
- ① 신축량은 관의 열팽창계수에 비례하고 길이와 온도변화에 반비례한다.
- ② 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도변화에 반비례한다.
- ③ 신축량은 관의 길이와 온도변화에 비례하고 열팽창계수에 반비례한다.
- ④ 신축량은 관의 열팽창계수, 길이, 온도변화에 비례한다.
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6. 중심거리가 70mm이고, 피니언 잇수가 24, 기어 잇수가 46인 표준 스퍼기어가 맞물려 있다. 잇수 46인 기어의 이끝원 지름[mm]은?
- ① 45
- ② 48
- ③ 92
- ④ 96
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7. 볼트의 항복응력은 100MPa이다. 이 볼트에 허용 설계하중이 작용할 때, 축방향의 인장응력 30MPa과 비틀림에 의한 전단응력 20 MPa이 동시에 발생되었다. 최대주응력설을 적용하여 항복응력에 대한 안전계수를 구하면?
- ① 2.5
- ② 3.0
- ③ 3.5
- ④ 4.0
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8. 두께가 같은 두 판재를 맞대기 용접하였을 경우 인장하중 P＝48kN에 대한 인장응력이 6MPa이었을 때 이 판재의 두께[cm]는? (단, 용접길이(L)은 32 cm이다)
- ① 15
- ② 25
- ③ 1.5
- ④ 2.5
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9. 용접이음으로 만든 지름이 1m인 구형 탱크(ball tank)에 내압이 4.5MPa이 되도록 가스를 주입하려고 한다. 허용인장응력이 100MPa이면 두께[mm]를 최소한 얼마로 하면 적당한가? (단, 이음 효율은 90%이고 부식여유 C는 1 mm로 한다)
- ① 12.3
- ② 13.5
- ③ 26.0
- ④ 51.0
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10. 다음과 같은 판스프링에 하중 P가 작용할 때 처짐량은 1이다. 단면의 높이 h가 두 배가 되었을 때 스프링 상수는 얼마가 되겠는가?
- ① 1/8P
- ② 8P
- ③ 1/2P
- ④ 2P
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11. 두 줄 나사에서 피치 p, 유효지름 d, 나선각(리드각)을 α라 하면 tanα의 값은?
- ①
- ②
- ③
- ④
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12. 두 판재가 양쪽 덮개판 한 줄 맞대기 이음으로 리벳 결합되어 있다. 리벳 한 개에 작용하는 전단하중을 W, 리벳의 지름을 d라고 할 때, 설계 시 리벳에 작용하는 전단응력 중 가장 적당한 것은?
- ①
- ②
- ③
- ④
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13. 잇수가 동일한 4개의 평기어(spur gear)가 있다. 이들의 이의 크기는 다음과 같다. 다음 중 지름이 가장 큰 기어는? (단, m은 모듈, pd는 지름피치이다)
- ① m＝5
- ② pd＝4
- ③ m＝6
- ④ pd＝7
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14. 하중 P에서 수명이 L인 볼 베어링에 두 배의 하중 2P가 작용할 때 수명은?
- ①
- ②
- ③
- ④
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15. 다음에 제시한 축이음 방법 중에서 두 축 간의 축경사나 편심을 흡수할 수 없는 축이음 방법은?
- ① 고무 커플링
- ② 기어 커플링
- ③ 유니버셜 조인트
- ④ 플랜지 커플링
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16. 잇수가 30인 스프로킷 휠이 500 rpm으로 회전하고 있다. 체인의 피치가 25mm일 때 체인의 평균속도[m/s]는?
- ① 6.25
- ② 6.35
- ③ 6.45
- ④ 6.55
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17. 외접하는 원추 마찰차에서 원동차의 원추각은 30°, 종동차의 원추각은 60°이다(원추각은 꼭지각의 절반에 해당하는 각이다). 원동차에 대한 종동차의 회전속도비는?
- ① sin60°/sin30°
- ② tan30°
- ③ cos60°
- ④ sin60°
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18. 6m/s의 속도로 6 kW를 전달하는 벨트 전동장치에서 긴장측의 장력이 2000N일 때 이완측에 대한 긴장측의 장력비는?
- ① 1.5
- ② 1.6
- ③ 1.8
- ④ 2.0
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19. 직경 d를 갖는 중실축에 비해 동일 재질의 직경 d/2인 중실축이 전달할 수 있는 토크비 (Td/2/Td는?
- ① 1/2
- ② 1/4
- ③ 1/8
- ④ 1/16
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20. 묻힘키가 받을 수 있는 토크와 축이 받을 수 있는 토크가 같다면, 축과 보스 경계면에서 키가 전단되는 경우 축지름 d, 키의 유효 길이 l, 폭 b사이의 관계식은? (단, 축과 키 재료는 동일하다)
- ①
- ②
- ③
- ④
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